(57)【要約】【課題】車両のための車輪が提供される。【解決手段】車輪は、軸に回転可能に取り付けられた第１のハブ部分を有する第１のリム支持部材と、軸に取り外し可能で回転可能に取り付けられた第２のハブ部分を有する第２のリム支持部材であって、軸から間隔を隔てた領域に沿って第１のリム支持部材に取り外し可能に固定された第２のリム支持部材を備える。リム部分は、第１のリム支持部材と第２のリム支持部材のうちの少なくとも一方から延び、タイヤを支持するように構成されている。フライホイールは、第１のリム支持部材と第２のリム支持部材の間に配置され、第１のハブ部分と第２のハブ部分との間で軸に取り外し可能で回転可能に取り付けられたフライホイールハブ部分を有する。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両のための車輪であって、
軸に回転可能に取り付けられた第１のハブ部分を有する第１のリム支持部材、
前記軸に取り外し可能で回転可能に取り付けられた第２のハブ部分を有する第２のリム支持部材であって、前記軸から間隔を隔てた領域に沿って前記第１のリム支持部材に取り外し可能に固定された第２のリム支持部材、
前記第１のリム支持部材と前記第２のリム支持部材の少なくとも一方から延び、タイヤを支持するように構成されているリム部分、及び、
前記第１のリム支持部材と前記第２のリム支持部材の間に配置され、前記第１のハブ部分と前記第２のハブ部分の間で前記軸に取り外し可能で回転可能に取り付けられたフライホイールハブ部分を有するフライホイール、
を備える車輪。
【請求項２】
前記リム部分は、前記第１のリム支持部材から延びる、
請求項１に記載の車輪。
【請求項３】
前記リム部分は、前記第１のリム支持部材と一体的に形成されている、
請求項２に記載の車輪。
【請求項４】
前記第２のリム支持部材は、前記リム部分に隣接して前記第１のリム支持部材に取り外し可能に固定されている、
請求項３に記載の車輪。
【請求項５】
前記第２のリム支持部材は、前記リム部分に隣接する少なくとも１つの固定具を介して前記第１のリム支持部材に取り外し可能に固定されている、
請求項１に記載の車輪。
【請求項６】
前記第１のリム支持部材と前記第２のリム支持部材のうちの一方は、前記第１のリム支持部材と前記第２のリム支持部材の他方が嵌合して当接する少なくとも１つの保持機構を有する、
請求項１に記載の車輪。
【請求項７】
前記第１リム支持部材は、前記少なくとも１つの保持機構を含み、少なくとも前記第２のリム支持部材は、軸方向の圧縮によって前記第１リム支持部材に取り外し可能に固定されている、
請求項６に記載の車輪。
【請求項８】
前記軸方向の圧縮は、前記軸にねじ込まれたナットによって行われる、
請求項７に記載の車輪。
【請求項９】
前記フライホイールの前記軸に対する回転を制御するために前記フライホイールに連結されたモータ、
を備える請求項１に記載の車輪。
【請求項１０】
前記モータは、前記第１のリム支持部材と前記第２のリム支持部材の一方に固定されており、前記フライホイールに取り外し可能に連結されている、
請求項９に記載の車輪。
【請求項１１】
前記第２のリム支持部材は、前記第１のリム支持部材の第１の側面に固定され、前記第１のリム支持部材は、前記第１の側面と反対側の第２の側面に凹部を有する、
請求項１に記載の車輪。
【請求項１２】
前記凹部を囲むように構成された凹部カバー、
を備える請求項１１に記載の車輪。
【請求項１３】
前記凹部内に配置されたモータであって、前記フライホイールの前記軸に対する回転を制御するために前記フライホイールに連結されたモータと、
前記フライホイールを駆動するために、前記モータから前記第１のリム支持部材を通って前記フライホイールまで延びる駆動伝達装置、
を備える請求項１２に記載の車輪。
【請求項１４】
前記凹部の内部に配置された音声スピーカ、
を備える請求項１２に記載の車輪。
【請求項１５】
前記音声スピーカを介して前記フライホイールを取り外すための音声命令を再生するように構成されたプロセッサ、
を備える請求項１４に記載の車輪。
【請求項１６】
前記第１のリム支持部材と前記第２のリム支持部材の少なくとも一方は、前記第１のリム支持部材と前記第２のリム支持部材との間に配置された場合に前記フライホイールの視認を可能にする観察開口、
を備える請求項１に記載の車輪。
【請求項１７】
前記観察開口は、少なくとも幾分透明な材料で覆われている、
請求項１６に記載の車輪。
【請求項１８】
前記モータは、前記フライホイールの表面に配置された物理的な制御スイッチ、前記第１のカバーを前記第１のリム支持部材に固定するロック機構への有線接続、および前記ロック機構への無線接続、のうちの少なくとも１つを介して作動される、
請求項９に記載の車輪。
【請求項１９】
請求項１から請求項１８のいずれか一項に記載の車輪を備える、
自転車。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（関連出願の相互参照）
本願は、２０１６年９月２９日に出願された米国仮特許出願第６２／４０１，７８６号の利益を主張し、その内容の全体を参照によりここに援用する。
【０００２】
本明細書は一般に車両に関する。詳細には、以下の内容は人が運転する車両のための車輪、及びそれを使用した、人が運転する車両に関する。
【背景技術】
【０００３】
自転車、又は人が運転する他の同様の車両の乗り方を覚えるというのは、年少の子供達（年上の子供達も若干）が直面する試練である。同様に、安定性を維持する為に継続的な支援を必要とする障害者にとって、或いはサイクリングに対する適性を失っているかバランス感覚が衰えている高齢者又は他の人々にとっても、自転車に乗ることは困難なことであり得る。
【０００４】
これから自転車に乗ろうという人は、力の釣り合い、重力、トルク、慣性及び運動量からなる複雑なニュートン力学の諸原理が基本的にどういったものであるかということをさらに意識していかなければならない。支配的な速度と回転半径に対して重心の位置を絶えず調整することによって初めて、どんな距離でも自転車に乗ってうまく進むことが出来る。立った姿勢から自転車をこぎ始めるのは、バランスの維持に必要な前進速度がまだ確立されていないため、特に難題である。同様に、初心者にとって方向転換は、自転車と乗り手の重心の位置が急激に移動し、制御が難しくなり得るため難しい。初心者が自転車の車輪にジャックナイフ現象を引き起こし、それによって自転車と乗り手の両方が転倒することは珍しいことではない。
【０００５】
子供達に自転車の基本的な力学を経験させることによって乗る準備をさせるための、従来から行われている通常の手法は、補助輪を使用するものである。簡単に言うと、補助輪は、典型的には、取り外し可能なブラケットによって後車軸に取り付けられた、硬質ゴム／プラスチック製の１対の径の小さい車輪である。しかしながら、補助輪は、実際の、制限を受けていない自転車の動きをシミュレートしていないため、不適切である。乗り手は、体重操作によるバランスの取り方を実際に習得するのではなく、補助輪によって、その補助輪に頼ったバランスの取り方を誤って教えられる。更に、補助輪は、乗り手が方向転換時にバンクするのを妨げ、乗り手に悪い習慣を強いる。
【０００６】
特許文献１は、２輪車両（典型的には小型の人力自転車）のための安定化システム及び方法を開示している。このシステムは、自転車に共通した如何なる種類の動き（バンク、傾斜等）についても乗り手に制限を加えずに、方向転換及びその他の操縦中に、より一層の安定性をもたらす。したがって、速度が比較的遅い時やこぎ始めであっても、意図せずバンク即ち傾斜する（潜在的に転倒につながる）可能性が低くなる。所定の質量値と径方向の質量分布を有する回転質量体が、任意選択で前車軸と同軸に設けられる。この質量体は、前輪の回転に対して惰性回転するようにベアリングに支持される。したがって、上記質量体は、前輪よりもかなり速く回転するように誘導され、それによって前輪の車軸の周りにジャイロ効果を発生させ得る。このジャイロ効果は、乗り手による車輪の操縦に影響を及ぼす。歳差運動のため、車輪は、自転車による如何なる過度なバンクにも追従する傾向を有し、乗り手が、意図しない傾斜から「解放されて操縦」出来るようにする。同様に、ジャイロ効果は、過度なハンドル操作を実行する乗り手の能力を制限し、それによってジャックナイフの動きを防止する。
【０００７】
上記質量体はベアリングに取り付け可能であり、ベアリングそれ自体は自転車の車輪の中心ハブを覆って取り付けられる。上記自転車の車輪は、ねじ付きの車軸に従来通りに取り付けられ、この車軸は、対向するナットによってフロントフォークに取り付けられる。この実施形態の質量体は、動力が供給されておらず、乗り手が乗車を開始するときに、最初に、助力者（大人）の操作によって強制的に回転させられる。この質量体は、様々な恒久的に取り付けられた機構及び／又は取り外し可能な機構を使用して、回転するよう付勢され得る。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】国際公開第２００７／００５２８２号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
自転車の前輪又は後輪に回転質量体即ち「フライホイール」を収容すると、安定性等の利益が得られることが最近分かった。フライホイールは、乗り方を習得中の人又は継続的な乗車支援を必要とする人にとって有益な安定化力を生み出す。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
一態様では、車両のための車輪が提供され、前記車輪は、軸に回転可能に取り付けられた第１のハブ部分を有する第１のリム支持部材、前記軸に取り外し可能で回転可能に取り付けられた第２のハブ部分を有する第２のリム支持部材であって、前記軸から間隔を隔てた領域に沿って前記第１のリム支持部材に取り外し可能に固定された第２のリム支持部材、前記第１のリム支持部材と前記第２のリム支持部材の少なくとも一方から延び、タイヤを支持するように構成されているリム部分、及び、前記第１のリム支持部材と前記第２のリム支持部材の間に配置され、前記第１のハブ部分と前記第２のハブ部分の間で前記軸に取り外し可能で回転可能に取り付けられたフライホイールハブ部分を有するフライホイールを備える。
【００１１】
前記リム部分は、前記第１のリム支持部材から延び得るものであり、前記リム部分は、前記第１のリム支持部材と一体的に形成され得るものであり、前記第２のリム支持部材は、前記リム部分に隣接して前記第１のリム支持部材に取り外し可能に固定され得る。
【００１２】
前記第２のリム支持部材は、前記リム部分に隣接する少なくとも１つの固定具を介して前記第１のリム支持部材に取り外し可能に固定され得る。
【００１３】
前記第１のリム支持部材と前記第２のリム支持部材のうちの一方は、前記第１のリム支持部材と前記第２のリム支持部材の他方が嵌合して当接する少なくとも１つの保持機構を有し得る。前記第１リム支持部材は、前記少なくとも１つの保持機構を含み、少なくとも前記第２のリム支持部材は、軸方向の圧縮によって前記第１リム支持部材に取り外し可能に固定され得る。前記軸方向の圧縮は、前記軸にねじ込まれたナットによって行われ得る。
【００１４】
前記車輪は、前記フライホイールの前記軸に対する回転を制御するために前記フライホイールに連結されたモータを備え得る。前記モータは、前記第１のリム支持部材と前記第２のリム支持部材の一方に固定されており、前記フライホイールに取り外し可能に連結され得る。前記第２のリム支持部材は、前記第１のリム支持部材の第１の側面に固定され、前記第１のリム支持部材は、前記第１の側面と反対側の第２の側面に凹部を有し得る。
【００１５】
前記車輪は、前記凹部を囲むように構成された凹部カバーを備え得る。前記車輪は、前記凹部内に配置されたモータであって、前記フライホイールの前記軸に対する回転を制御するために前記フライホイールに連結されたモータと、前記フライホイールを駆動するために、前記モータから前記第１のリム支持部材を通って前記フライホイールまで延びる駆動伝達装置、を備え得る。前記車輪は、前記凹部の内部に配置された音声スピーカ、を備え得る。前記車輪は、前記音声スピーカを介して前記フライホイールを取り外すための音声命令を再生するように構成されたプロセッサ、を備え得る。
【００１６】
前記車輪は、前記第１のリム支持部材と前記第２のリム支持部材の少なくとも一方は、前記第１のリム支持部材と前記第２のリム支持部材との間に配置された場合に前記フライホイールの視認を可能にする観察開口、を備え得る。前記観察開口は、少なくとも幾分透明な材料で覆われ得る。
【００１７】
前記モータは、前記フライホイールの表面に配置された物理的な制御スイッチ、前記第１のカバーを前記第１のリム支持部材に固定するロック機構への有線接続、および前記ロック機構への無線接続、のうちの少なくとも１つを介して作動され得る。
【００１８】
他の態様では、上記のように定義された車輪を備える自転車が提供される。
【００１９】
本明細書に記載の実施形態をよりよく理解し、それらがどのように実施され得るかをより明確に示す為に、次に、添付の図面を単なる例として参照する。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】一実施形態による安定化システムを内部に有する前輪を備えた自転車の側面図である。
【図２】図１の前輪の分解側面図である。
【図３】内側チューブとタイヤを取り外した後の、図１の前輪の一方の側から見た斜視図である。
【図４】図３の前輪のもう一方の側の斜視図である。
【図５】図３の車輪の部分断面概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
説明を簡単且つ明確にする為に、適切とみなされる場合には、対応する要素又は類似の要素を示す為に、各図の間で参照番号を繰り返すことがある。更に、本明細書に記載の実施形態の完全な理解を可能にする為に、多数の具体的な細部が記載されている。しかしながら、本明細書に記載の実施形態は、これらの具体的な細部無しに実施され得ることが当業者には理解されよう。その他の事例においては、本明細書に記載の実施形態を曖昧にしない為に、既知の方法、手順、及び構成部品について詳細に説明していない。また、この説明は、本明細書に記載の実施形態の範囲を限定するものとみなされるべきではない。
【００２２】
本明細書の説明の全体にわたって使用される様々な用語は、文脈がそうではないことを示さない限り、以下のように読まれ理解され得る。つまり、全体にわたって使用される「又は」は、「及び／又は」と書かれている場合と同様に包括的であり、全体にわたって使用される単数形の冠詞及び代名詞は、それらの複数形を含み、逆もまた同様であり、同様に、性別を有する代名詞は、それとは別の性の代名詞を含み、したがって代名詞は、本明細書に記載の如何なるものも、単一の性による使用、実装、実施などに限定するものとして理解されるべきではなく、「例示的（exemplary）」は、「例示的（illustrative）」又は「例示的（exemplifying）」として理解されるべきであり、必ずしも他の実施形態よりも「好ましい」として理解されるべきではない。更に、用語の定義が本明細書に記載され得るが、本明細書の説明を読むと分かるように、こういった定義はその用語の前後の事例に適用され得る。
【００２３】
一実施形態による安定化システムを有する自転車１００が、図１に示されている。この自転車１００は、特に小さな子供に適した特定のサイズ及び様式の人力２輪車両の例である。本明細書で使用される「自転車」という用語は、本明細書で説明する前輪のジャイロ安定化効果から恩恵を受けるはずの、任意のタイプの２輪車両（特定の動力付き車両を含む）を示すことを意図している。
【００２４】
自転車１００は、前輪の内部にフライホイールを含み、このフライホイールは、所望に応じて容易に取り外し／再配置することが出来る。上記フライホイールを使用すると、経験の浅い乗り手のバランスと方向転換を支援することが出来る。ユーザが乗り方を習得した後や、十分に訓練された大人がフライホイールによって提供される安定性を必要としていない時、フライホイールの重量が不要な時がある。フライホイールを取り外すことによって、自転車全体が軽量化され、ユーザ及び自転車のパフォーマンスが高まる。本明細書で使用する限りでは、「フライホイール」は、その慣性モーメントによって回転速度の変化に抵抗する為に使用される任意の回転質量体を意味する。フライホイールはディスク形、又は他の任意の適当な寸法にし得る。
【００２５】
自転車１００は自転車フレーム１０４を含み、自転車フレーム１０４は、典型的には互いに接合された一組の管状部材で構成される。上記管状部材は、典型的には鋼鉄、アルミニウム、又はチタン等の金属で作られるが、炭素繊維、成形プラスチック等の他の材料でも構成され得る。自転車フレーム１０４のヘッドチューブ１０８は、両端が開口しており、ステアリング組立体１１６に結合されたフロントフォーク組立体１１２を回転可能に受ける。ステアリング組立体１１６とフロントフォーク組立体１１２は結合され、その結合は、ステアリング組立体１１６がステアリング軸ＳＡ（即ちヘッドチューブ１００８の孔と同軸）の周りで回転するとフロントフォーク組立体１１２も回転するようになっている。ステアリング組立体１１２は、典型的には乗り手が把持するための握りを有する１対のハンドルバー１２０を含む。前輪１２４は、フロントフォーク組立体１１２のフォーク端１２６に回転可能に結合される。
【００２６】
後輪組立体１２８が、フレーム１０４に取り付けられ、チェーン１３２によって駆動される。チェーン１３２は、ペダルクランク組立体１３６に動作するように接続される。シート１４０が自転車フレーム１０４に結合され、その位置は、乗り手がそのシートに座わり、ペダルクランク組立体１３６のペダルを自分の足で操作し、ステアリング組立体１１６を回転させることによって前輪１２４を操縦することが可能になるようになっている。
【００２７】
自転車１００は、乗り手がその重心を車輪の上に保つようにハンドルバー１２０を介して操縦することによって、直立したまま前進する。車輪の上に自分の重心を維持しながらのペダル操作とハンドル操作の連係を実現する為に、乗り手は練習する必要がある。更に、自転車１００と乗り手の合成重心をうまく誘導するために、乗り手はその合成重心が傾斜して方向転換するように、傾斜して方向転換しなければならない。この傾斜は、カウンタステアリングとして知られている方法によって引き起こされる。カウンタステアリングは、乗り手が手でハンドルバー１２０を回転させることによって直接的に、又は自転車１００を傾斜させることによって間接的に実施出来る。一般的な初心者による、自転車の乗り方を習得中の誤りは、オーバステアすること、即ち前輪１２４を回転させ過ぎることである。その結果、自転車の前方への運動量が自転車を回転の外側に引っ張るように作用して、乗り手と自転車がバランスを崩し転倒する可能性がある。乗り手が自転車１００の操縦の仕方を習得するのを支援する為に、自転車１００は安定化システムを備える。
【００２８】
図２は、車軸１４４と同軸の共通の横軸、即ち前輪１２４の回転軸ＲＡに沿って分解した前輪１２４を示している。前輪１２４は第１のリム支持部材１４８を有し、第１のリム支持部材１４８は、車軸１４４に回転可能に取り付けられるハブ部分１５０を有する。更に、第１のリム支持部材１４８は、そのハブ部分１５０から隔置されたリム部分１５２を有し、リム部分１５２は、タイヤ１５６及び内側チューブ１６０を支持する。
【００２９】
第１のリム支持部材１４８は、フライホイール区画１６８及び電子装置区画１７２の、少なくとも一部分を画成するように構成され、フライホイール区画１６８は、第１のリム支持部材１４８の第１の側面に開口し、電子装置区画１７２は、上記第１の側面と反対側の第２の側面に開口する。電子装置区画１７２は環状の形状を有し、内側第１リム支持部材部分１７６によって画成されたハブ部分１５０の近傍且つ周囲に位置する。
【００３０】
これを実現する為に、第１のリム支持部材１４８は、図５に示すようにＳ字形の断面を有する。図５は、概略図であり、説明のために意図されたものであることを理解されたい。
【００３１】
次に図１〜５を参照すると、リブ１８４が、ハブ部分１５０から径方向外向きに、電子装置区画１７２の内側にある内側第１リム支持部材部分１７６に沿って延びる。更に、リブ１８８が、内側第１リム支持部材部分１７６から径方向外向きに、フライホイール区画１６８の内側にある外側第１リム支持部材部分１８０に沿って延びる。リブ１８４、１８８は、内側第１リム支持部材部分１７６及び外側第１リム支持部材部分１８０と、一体的に形成される。更に、リブ１８４、１８８は、乗り手が自転車１００に乗っているときに径方向に圧縮するように作用する前輪１２４が受ける荷重力に対抗するように、第１のリム支持部材１４８を補強する。この実施形態では一体的に形成されたリブが使用されるが、他の実施形態では、リブは内側第１リム支持部材部分１７６及び外側第１リム支持部材部分１８０に固定されてもよく、或いは厚肉部分や、様々な材料の添加等、他のタイプの補強材が使用されてもよい。
【００３２】
第１のリム支持部材１４８のリム部分１５２、外側第１リム支持部材部分１８０、内側第１リム支持部材部分１７６、及びハブ部分１５０は一体的に形成される。このようにして、第１のリム支持部材１４８は、前輪１４４の主荷重支承要素を成す単一の構造要素として形成される。第１のリム支持部材１４８は、成形又は鋳造、或いは材料の単一ビレットからの機械加工によって形成され得る。好ましい製造方法では、第１のリム支持部材１４８はポリアミドから作られ、成形によって形成される。ただし、任意の適当な材料が使用され得ること、又は第１のリム支持部材１４８は複数の要素で構成され得ることが理解されよう。
【００３３】
第１のリム支持部材１４８のハブ部分１５０はベアリング１９０に取り付けられ、ベアリング１９０は車軸１４４に取り付けられ、それによって第１のリム支持部材１４８が車軸１４４の周りに自在に回転することが可能になる。
【００３４】
取り外し可能なフライホイール１９２が、そこから延びるハブ部分１９６を有し、第１のリム支持部材１４８に隣接して、入れ子状に配置される。ハブ部分１９６は、第１のリム支持部材１４８のハブ部分１５０の孔の内側に嵌合する外径を有する。ハブ部分１９６と車軸１４４の間にあるベアリング２００が、車軸１４４に対するフライホイール１９２の自在な回転を可能にする。車軸１４４に沿ったハブ部分１９６の軸方向の移動は、クリップ２０４、又はナット等の他の適当な保持手段によって制限される。
【００３５】
フライホイール１９２は、ハブ部分１９６に隣接する表面上に、その周縁に沿って歯を有する歯付き環状突出部２０８を有する。
【００３６】
電子装置区画１７２は、フライホイール駆動装置及び制御手段を収容する。具体的には、電気モータ２１２が、モータマウント２１６を介して第１のリム支持部材１４８の内側第１リム支持部材部分１７６に取り付けられる。電気モータ２１２は駆動シャフト２２０を回転可能に駆動し、駆動シャフト２２０は、第１のリム支持部材１４８にある開口を通ってフライホイール区画１６８内に延びる。フライホイール係合ギア２２４が、フライホイール区画１６８の内側にある駆動シャフト２２０の遠位端に固定される。フライホイール係合ギア２２４は、フライホイール１９２上にある歯付き環状突出部２０８の周囲の歯に対応する歯を有し、フライホイール１９２と係合して駆動するように配置される。１対のバッテリ２２８が、電気モータ２１２に電力を提供する。
【００３７】
電気モータ２１２及びバッテリ２２８に加えて、使用中のフライホイール１９２の電力供給／制御の為に使用される、ハードウェア、回路、監視電子装置及びコントローラ等、関連する補助的な構成部品と、音声スピーカ２３２とが、電子装置区画１７２に収容されており、この音声スピーカ２３２によって、フライホイール１９２の取り付け／取り外しプロセスのための音声命令が、ユーザに提供される。かかる関連ハードウェア、回路及びコントローラと、監視電子装置、ラウドスピーカは、モジュール即ち制御ユニット２３６の一部分を形成し得る。
【００３８】
電気モータ２１２は、車輪１２４の表面に位置する物理的な制御スイッチ２３８を介して作動するが、別法として、上記第１のカバーを上記第１のリム支持部材に固定するロック機構への有線接続、及び上記ロック機構への無線接続によっても作動し得る。
【００３９】
第２のリム支持部材２４４が、ハブ部分２４５を有し、ハブ部分２４５は、ベアリング１９０を介して車軸１４４に回転可能に取り付けられる。
【００４０】
第２のリム支持部材２４４は、その第２のリム支持部材２４４と第１のリム支持部材１４８によって画成されたフライホイール区画１６８の内側に、フライホイール１９２を封入し密閉するように寸法決めされる。これは、フライホイール１９２へのアクセスを制限するためである。フライホイール区画１６８は、周縁部が肉厚になった皿状の形状を有し、車軸１４４から径方向外向きに電子装置区画１７２を超えて、外側第１リム支持部材部分１８０によって画成されたリム部分１５２に向かって延びる。第２のリム支持部材２４４のハブ部分２４５は、ベアリング２４６を介して解放可能且つ回転可能に車軸１４４に取り付けられる。第２のリム支持部材２４４は放物面の形状をしており、その周縁部に沿って円形周縁リップ２４７を有する。円形周縁リップ２４７は、リム部分１５２の縁部に沿って、保持壁２４８の内側にぴったりと嵌合し当接する。ナット２４９が車軸１４４にねじ込まれて、第２のリム支持部材２４４を第１のリム支持部材１４８に対して軸方向に圧縮する。第２のリム支持部材２４４が圧縮されると、円形周縁リップ２４７が保持壁２４８に押し付けられて、第２のリム支持部材２４４を第１のリム支持部材１４８に対して固定する。第２のリム支持部材２４４の放物面形状は、軸方向の圧縮中における変形に抵抗するように作用する。更に、この形状によって、第１のリム支持部材１４８と第２のリム支持部材２４４の間に画成されるフライホイール区画１６８の内側に、空間を追加することが可能になる。
【００４１】
この実施形態では、保持壁２４８の形の保持機構が使用されているが、他の実施形態では、他の保持機構が使用され得る。例えば、リム部分１５２に隣接して第１のリム支持部材１４８の周縁部の周囲に隔置された、その第１のリム支持部材１４８から突出する保持ポストが使用され得る。
【００４２】
更に、一組の径方向と周方向のリブが、第２のリム支持部材２４４を更に補強する為に、その内面に形成される。
【００４３】
第２のリム支持部材２４４は更に、その周縁部にある一組の周縁貫通孔２５６を貫いて延びる一組のねじ２５２を介して、第１のリム支持部材１４８に固定される。第２のリム支持部材２４４を第１のリム支持部材１４８に解放可能に固定する為にねじが使用されているが、ボルト、クリップ等、第２のリム支持部材２４４を第１のリム支持部材１４８に解放可能に固定する他の任意の適当な手段が使用され得る。更に、第２のリム支持部材２４４は、円形周縁リップ２４７を保持壁２４８に押し付ける軸方向の圧縮と、ねじ２５２との両方によって、第１のリム支持部材１４８に固定されているが、他の実施形態では、第２のリム支持部材２４４を第１のリム支持部材１４８に固定するための手法は、どちらか一方だけで十分であり得ることが理解されよう。
【００４４】
好都合なことには、第２のリム支持部材２４４は観察開口２６０を備え、観察開口２６０は、第２のリム支持部材２４４が第１のリム支持部材１４８に固定されたときに、ユーザがフライホイール１９２を観察するのを可能にする、少なくとも幾分透明な挿入体２６４を有する。このようにして、ユーザはフライホイール１９２の存在を視覚的に確認出来、フライホイール１９２が回転しているかどうかを判定出来る。このフライホイール１９２が回転しているかどうかを判定する能力は、フライホイール１９２を剥き出しにする為に第２のリム支持部材２４４を取り外すことが安全かどうかを、ユーザが確認するのに役立つ。少なくとも幾分透明な挿入体２６４は、不透明でも透明でもよい。
【００４５】
電子装置区画カバー２６８が、電気モータと、バッテリ２２８やスピーカ２３２、制御ユニット２３６等の他の電子構成部品とを封入し密閉するように寸法決めされる。これは、こういった電子部品を、各要素からと、偶発的な又は故意による損傷から保護し、更にその電子部品自体から、人々や動物を保護するためである。電子ディスクカバー２６８はまた、電子装置区画１７２の内側に空間を追加することを可能にし、電子装置区画カバー２６８に構造的な強度をもたらす為に、放物面の形状をしている。更に、一組の径方向と周方向のリブが、電子装置区画カバー２６８を更に補強する為に、第２のリム支持部材２４４の内面に形成される（図示せず）。電子装置区画カバー２６８の中心開口が、車軸１４４に嵌合することが可能になるように寸法決めされる。
【００４６】
電子装置区画カバー２６８は、車軸１４４に配置された後、ナット２７２をその車軸１４４にねじ込むことによって、第１のリム支持部材１４８に解放可能に固定される。電子装置区画カバー２６８は、その周縁部の周囲が電子装置区画１７２の外周と接触することによって、上記周縁部の周囲において略均等に、第１のリム支持部材１４８、したがって車輪１２４に、構造的な強度及び剛性をもたらすことが可能になる。この実施形態では、電子装置区画カバー２６８は、車軸１４４に取り付けられるナット２７２によって、第１のリム支持部材１４８に固定されるが、ねじ、ボルト、クリップ等、電子装置区画カバー２６８を第１のリム支持部材１４８に解放可能に固定する他の任意の適当な手段が使用されてもよい。
【００４７】
上記車輪組立体１２４により、その電子装置区画１７２に収容された電子構成部品を露出させることなく、フライホイール１９２を取り外したり、元に戻したりすることが可能になる。それによって、電子構成部品と、フライホイール１９２を取り外す人との両方が保護される。
【００４８】
フライホイール１９２を車輪１２４から取り外すには、ナット２４９を緩めて車軸１４４から取り外し、第２のリム支持部材２４４を第１のリム支持部材１４８に固定しているねじ２５６を取り外す。ナット２４９及びねじ２５６を取り外すことによって、第２のリム支持部材２４４を第１のリム支持部材１４８から分離することが可能になる。次にベアリング２４６を車軸１４４から取り外す。ベアリング２４６を取り外すと、フライホイール１９２をフライホイール区画１６８から引き出すことが出来、それによってフライホイール１９２を、モータ２１２に結合されたギア２２４から解放出来る。フライホイール１９２を引き出すと、ベアリング２４６を車軸１４４上に再配置出来る。次に、第２のリム支持部材２４４をベアリング２４６の上に配置し、第１のリム支持部材１４８に再固定して、フライホイール区画１６８を再び閉じることが出来る。ナット２４９を車軸１４４に再び取り付けて、車輪１２４に構造的な剛性をもたらし、第２のリム支持部材２４４をその周縁部の周囲で第１のリム支持部材１４８に固定する。
【００４９】
フライホイール１９２を車輪組立体１２４の内側に再び配置するプロセスは、フライホイール１９２をベアリング２００上に再び取り付けること以外は、同様のステップをたどる。
【００５０】
したがって、車輪１２４及び自転車１００は、フライホイール１９２が取り付け又は取り外しされるように容易に適合され得る。このモジュール式の配置により、タイヤ１５６を取り外す必要なしに、リム支持体の一部分を取り外すことで、フライホイール１９２を取り外すことが可能になる。更に、この取り外しは、車輪１２４の上記構造により、車輪組立体１２４の電子部品を剥き出しにすることもなく、その電子部品に対して身を曝すこともなく、実行することが可能になる。
【００５１】
第１のリム支持部材１４８及び第２のリム支持部材２４４は、定位置に固定されると、車軸１４４上にタイヤ１５６を支持するための、安定した車輪構造を提供する。第２のリム支持部材２４４を第１のリム支持部材１４８にそれらの周縁部に沿って固定し、それらを車軸１４４に、その軸に沿った軸方向の移動を制限した状態で結合すると、人又は他の物体がフライホイール１９２と接触するのを防ぐ為に、フライホイール区画１６８を密封することが可能になる。
【００５２】
同様に、ナット２７２を車軸１４４から外してから、電子装置区画カバー２６８を取り外すことによって、バッテリ２２８の交換が可能になり、或いはモータ２１２と、制御ユニット２３６等の他の電子構成部品の整備が可能になる。
【００５３】
上記取り付け／取り外しプロセスは、制御がファームウェアによるかソフトウェアによるかに関わらず、簡単さ、便利さ及び安全性の目的の為に、広く利用可能で新規な電気機械的及び電子的手段を任意に考案可能な形で使用して、具体化され得る。上記取り付け／取り外しプロセスでは、その取り付け／取り外しプロセスの全体にわたって、ユーザを案内する光と音の使用が想定されるが必須ではない。音声による取り付け／取り外し命令は、スピーカ２３２を介してユーザに提供される。音声スピーカ２３２はまた、ユーザ又は側にいる人の為に、例えば音楽やトーン音、励ましの言葉等の他のサウンドが再生され得るようにも使用可能である。好ましくは、スピーカ２３２は、動作が有害な湿潤状態の影響を受けないように、防水性になっている。また上述のように、スピーカ２３２は、制御モジュールまたはハブ２３６の一部分として提供され得る。制御モジュールまたはハブ２３６は、車輪１２４上の電子装置区画１７２の内側に取り付け可能であり、使用中のフライホイールの電力供給／制御のための回路、コントローラ、監視電子装置も含み得る。
【００５４】
ホイール１２４は、フライホイール１９２、したがってそれに関連するジャイロ効果を制御するためのプログラム可能なまたはインテリジェントな制御手段をさらに含むことができることが理解されよう。
【００５５】
上記車輪及び上記支持カバーは、フライホイールの各側面を支持し、少なくとも部分的に覆うことが略可能な、任意の適当なサイズ、形状、設計及び寸法を有し得ることが当業者なら分かるであろう。車輪及び支持カバーの形状、サイズ又は設計。
【００５６】
上記支持カバーの形状及び寸法は、変更され得る。大部分の実施形態では、支持カバーは、フライホイール区画にフライホイールが妨げられずに回転するのに十分な空間を保って、第１のリム支持部材にその周縁部に近接して固定されることが望ましい。例えば、支持カバーは、諸多角形、ヒトデ形等の内の任意の１つにし得る。
【００５７】
幾つかの実施形態では、支持カバー及び第１のリム支持部材は、フライホイールの回転を示す為に部分的に開口している。フライホイールは、支持カバー及び第１のリム支持部材の開口（１つ又は複数）を通して観察したときに面白くなるように装飾され得る。
【００５８】
第１のリム支持部材及び第２のリム支持部材のサイズ、形状、寸法又は設計は、変更され得る。例えば、第１のリム支持部材及び第２のリム支持部材は、放物面、円錐台形、又は他の任意の適当な形状であり得る。
【００５９】
上述の実施形態では、リム部分は、第１のリム支持部材の一部分を形成しているが、他の実施形態では、リム部分は、第２のリム支持部材の一部分を形成してもよく、或いは別々に設けられてもよく、或いは第１のリム支持部材及び第２のリム支持部材の要素によって形成されてもよい。
【００６０】
保持機構（１つ又は複数）（例えば上述の実施形態における保持壁）は、第１のリム支持部材が中に嵌った第２のリム支持部材によって提供され得る。この場合、リム部分を第２のリム支持部材から延ばすことが好ましくなり得る。更に、他の実施形態における保持機構（１つ又は複数）は、ポスト等の他の突出機構、又は対向するリム支持部材が少なくとも径方向に拘束されるのに適した他の任意の機構にし得る。
【００６１】
同様に、フライホイールも、歳差運動をもたらすように少なくとも１つの中心軸に対して略対称的な、任意の形状、サイズ又は設計を有し得る。
【００６２】
また、車輪の対称性、具体的には車軸の対称性に対するフライホイールの位置。つまり、フライホイールは、車輪が動いているときに歳差運動による作用をやはりもたらす限りは、車輪の回転軸と同軸にも、非同軸にも配置可能であり得る。
【００６３】
フライホイール駆動モータ、電源、及び他の電気構成部品の位置は、上述の実施形態では別個の区画の内側にあるが、他の実施形態では、これらの構成部品の内の１つ又は複数がフライホイールと同じ区画内に配置され得ることが理解されよう。更に他の実施形態では、別個の電子装置区画が省かれ得る。
【００６４】
本発明の別の実施形態では、上記固定具は、それが簡単に外される、したがって意図せずに又は偶発的に外されることを防止する為に、１つ又は複数のキュリティ機構を含み得る。かかるキュリティ機構は、固定具の形状、サイズ、設計及び／又はパターンを含み得、この固定具には、独特の形状のヘッドやスロット、くぼみ等の特殊なセキュリティ係合を有するボルト、或いはロックを解除しなければ固定具を外せないようになっている１つ又は複数のロック機構等がある。かかるロック機構は、物理的なもの、電子式のもの、又はその両方であり得、固定具のロック解除又はロック解除準備を示す１つ又は複数の警報器、及び／又は１つ又は複数の安全プラグ差込みを含み得る。
【００６５】
具体的には、任意のかかるロック機構は、フライホイールの取り外し前における、安全な形でのケーシングの部品（即ち車輪及び支持カバー）の分離を可能にする為に、適切に入力する必要がある電子コードを含むことが好ましい。かかるロック機構は、上記車輪上に位置する１つ又は複数のデバイスによって、或いは上記ロック機構への有線又は無線接続を介して、作動され得る。
【００６６】
フライホイールの取り付けの向きは、マーク、受座及びノッチからなるシステムによって明確になる。上記質量体は、車輪に固定され、したがってその車輪と共に回転し得る、或いは、自転車の車輪とは独立して回転することを可能にする組立体に取り付けられ得る。
【００６７】
フライホイールの向きが何らかの恩恵をもたらす場合、この質量体を方向付ける目的で、任意の数又は形状を有する受座、マーク及び任意選択でノッチからなるシステムが、フライホイールを方向付けるように実装され得る。
【００６８】
上記可動質量体の取り外しプロセスを、専用工具の利用可能性に依存させる目的で、この取り外しプロセスは、独自のすり割りを有するねじ等、専用工具を必要とするタイプの固定具を利用し得る。このようにして、上記車輪の内側にあるフライホイールへの権限の無いアクセスが抑制される。
【００６９】
上記取り付け／取り外しプロセスは、そのプロセスを支援する追加の能力を提供する目的で、電気機械式のデバイスを伴い得る。このデバイスは、取り付け／取り外しプロセスが進行中の状態で、通常の操作が不可能になるように（例えば、取り付け／取り外しプロセス中はフライホイールの回転を起動出来ない）上記車輪の動作を変化させるソレノイドアクチュエータ及び／又は電子装置等である。
【００７０】
上述した例示の実施形態では、上述の機構を有する車輪は人力自転車に配置されるが、かかる車輪は、例えば三輪車や電気駆動式自転車等の、他のタイプの人力車両に配置され得る。
【００７１】
当業者であれば、更に多くの代替の実装形態及び変更形態が可能であり、上記の実施例は１つ又は複数の実装形態の例示にすぎないことを理解するであろう。したがって本発明の範囲は、本明細書に添付の特許請求の範囲のみによって限定されるべきである。
【符号の説明】
【００７２】
１００  自転車
１０４  自転車フレーム
１０８  ヘッドチューブ
１１２  フロントフォーク組立体
１１６  ステアリング組立体
１２０  ハンドルバー
１２４  前輪
１２６  フォーク端
１２８  後輪組立体
１３２  チェーン
１３６  ペダルクランク組立体
１４０  シート
１４４  車軸
１４８  第１のリム支持部材
１５０  ハブ部分
１５２  リム部分
１５６  タイヤ
１６０  内側チューブ
１６８  フライホイール区画
１７２  電子装置区画
１７６  内側第１リム支持部材部分
１８０  外側第１リム支持部材部分
１８４  リブ
１８８  リブ
１９０  ベアリング
１９２  フライホイール
１９６  ハブ部分
２００  ベアリング
２０４  クリップ
２０８  環状突出部
２１２  電気モータ
２１６  モータマウント
２２０  駆動シャフト
２２４  フライホイール係合ギア
２２８  バッテリ
２３２  ラウドスピーカ
２３６  制御ユニット
２３８  制御スイッチ
２４４  第２のリム支持部材
２４５  ハブ部分
２４６  ベアリング
２４７  円形周縁リップ
２４８  保持壁
２４９  ナット
２５２  ねじ
２５６  周縁貫通孔
２６０  観察開口
２６４  挿入体
２６８  電子装置区画カバー
２７２  ナット、ボタン
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【国際調査報告】
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